JPH04109311A - 多関節ロボットの位置補正方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野Ｊ 本発明は多関節ロボットの作業点の位置決め精度を確保
する位置決め制御方法に関する。

［従来の技術］ 従来、多関節ロボットを用いて組み立て作業を行う場合
、作業動作を教示して教示した動作をプレイバックさせ
ることが多い。この場合、ロボットアームの駆動装置な
どのバックラッシやアームのたわみによって実際の作業
点の位置と教示点の位置との間に誤差が生じることがあ
る。この誤差を補正する方法として、予めアームの動作
位置の変化によつて生じる外力の変化を制御系の位置偏
差値として求め、アームの動作位置とこの位置偏差値か
ら目標位置の補正値を求めて位置決め制御するものが開
示されている（例えば特公昭６０１０６４８号公報）。

［発明が解決しようとする課題］ ところが上記方法により補正値を出す場合、ロボットア
ームの動作位置が直交座標の一つの軸に対して外力によ
って変化する関係は、おおよそｓｉｎカーブを取るもの
として指令値が補正処理されている。しかし、アームの
先端に加わる荷重によってアームの駆動軸に結合された
減速機にバックラッシが生じる場合、アームの先端の位
置は非線形で複雑に変化するため、嵌合組み立てのよう
に高い精度を要求される場合は、アーム先端の位置の偏
差を十分補正できず、複数の関節をもったアームを駆動
して連続した動作を行うと誤差が大きく、組み立て作業
に時間がかかるという欠点があった。

本発明は、補正値を正確に検出してロボットの作業点の
位置決めの精度を向上させることを目的とするものであ
る。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、制御装置からの位置指令によって任意の位置
に位置決め可能な位置制御系を備えた多関節ロボットの
位置補正方法において、前記多関節ロボットの最先端の
アームの先端に画像データを取り入れるカメラを備え、
前記多関節ロボットのアームうちの２つのアームに平行
に基準板を設け、前記基準板に座標線および前記座標線
に平行な目盛り線を刻印し、前記２つのアームを動作範
囲内の各作業点の指令値を指令して移動させ、前記カメ
ラにより視野に入った前記基準板の目盛り線の画像デー
タと、前記カメラの中心点から前記目盛り線までの距離
の画像データとから画像処理によって前記各作業点の座
標値を演算し、前記演算により求めた前記各作業点の座
標値と前記指令値との差を前記指令値に対応した補正値
として記憶しておき、前記２つのアームを前記動作範囲
内の各作業点の指令値を指令して動作させる時、前記指
令値に前記補正値を加算して動作させる方法である。

［作用コ カメラの視野に入る程度の間隔のｘｙ座標線に平行な目
盛り線を書いた基準板を設けてアームの先端の作業点の
位置を検出し、カメラによって得られた作業点の位置座
標値を画像処理により求め、その位置座標値から作業点
の補正値を指令値に対応して求めるので、アームの動作
位置と補正値との関係が非線形で複雑な場合でも、単純
化することなく、そのまま補正することができる。。

［実施例コ 本発明を図に示す実施例について説明する。

第１図は本発明の実施例を示す側面図で、多関節ロボッ
トｌはベース２に第１アーム３の一方端が回動しうるよ
うに支持し、ベース２に固定された駆動モータ３１によ
り第１アーム３を回動するようにしである。第１アーム
３の他方端には第２アーム４の一方端が回動じつるよう
に支持されている。そして、第２アーム４の駆動レバー
５と連結レバー５１と第１アーム３と第２アーム４で平
行リンクを形成し、駆動レバー５をベース２に固定され
た駆動モータ４１により回動することにより第２アーム
４を第１アーム３上で回動するようにしである。第２ア
ーム４の先端には第３アーム６が第２アーム４の長平方
向に沿った軸の回りに回転しつるように支持されている
。第３アーム６の先端には手首部６１が設けられ、所定
の負荷を加えるための荷重Ｗとともに、画像データを取
り入れるカメラ７が固定されている。なお、カメラ７の
中心点を手首部６１の作業動作の位置を指令するときの
基準となる作業点として決める。そして、その作業点の
座標およびロボットの各アーム、手首等の姿勢を制御す
るための位置指令値を出力する制御装置（図示しない）
が設けられている。

ここで、ロボットの動作中の作業点の補正値を決定する
方法を説明する。

まず、カメラ７の視野に入る程度の間隔でｘｙ座標線に
平行に、かつ等間隔に基盤の目に目盛り線を刻印した基
準板８を、第１図に示すように、第１アーム３と第２ア
ーム４に平行に設置する。

最初、原点ＰＯの位置でカメラ７により視野に入った基
準板８の目盛り線ＸＯ＋　ｙｏと、カメラ７の中心点と
の距離δＸｏ、　　δｙ０を画像処理によって検出し、
作業点の原点座標値Ｘ。、Ｙｏを、Ｘｏ＝ｘｏ＋δＸＯ
，ＹＯ＝　ｙｏ＋δ３’。

として求める。

次に、第１図に示した第１アーム３、第２アーム４を動
作させた動作範囲の位置、例えばＰｌに作業点が移動す
るように指令値Ｘ、、　Ｙ、によって第１アーム３、第
２アーム４を駆動する。そして、第２図に示すように、
カメラ７の視野Ａに入った基準板８の目盛り線Ｘ、、　
　ｙ、とカメラ７の中心点との距離δＸ　ｌ　＋　　δ
ｙ１を画像処理によって検出し、Ｐ１座標値Ｘ、’　、
　Ｙ、°を、 Ｘ、’　　＝ｘ、＋δｘ１．　　ｙｌ’　　＝　’！１
”　６　ｙとして求める。

求められたＰｌの座標値Ｘ、’　、　Ｙ、’　と指令値
ＸＹ、との差をＰＬにおける補正値ΔＸ１．ΔＹ１とす
る。

このような処理により、第１図に示すＰＩ、Ｐ２、Ｐ３
、Ｐ４、Ｐ５によって囲まれる動作範囲の主要な指令値
Ｘ、、、　Ｙ。（ｎは座標位置検出数）の位置について
補正値ΔＸｏ、ΔＹ、を、 ΔＸ、＝Ｘ、−Ｘ、　　、ΔＹ、＝Ｙ、−Ｙ。

として求め記憶しておく。

実際にロボットの各アームを指令値Ｘ、、　　Ｙｏによ
り駆動するときは、指令値Ｘ。、Ｙｏに予め記憶された
補正値ΔＸｏ、ΔＹ、を加算して各アームを駆動させる
。

このように、アームの先端の作業点の補正値が指令値に
対応してカメラによって画像処理により求められるので
、アームの動作位置と補正値との関係が減速機のバック
ラッシのように非線形で複雑な場合でも、ｓｉｎカーブ
などに単純化することなく、そのまま複雑なカーブをも
った関係で補正することができる。

したがって、複数の関節をもったアームを駆動して連続
した動作を行う場合でもアームの先端の作業点の位置が
正確に補正されるので誤差が累積されて大きくなること
はなく、正確な組み立て作業を行うことができる。

［発明の効果］ 以上述べたように、本発明によれば、カメラから得た画
像を処理して指令値に対応する補正値を求めるので、減
速機のバックラッシが生じる場合のように、ロボットの
アームの指令値と動作位置との誤差が複雑な関係になる
場合でも、補正値を正確に求めることができ、ロボット
の作業点の位置決めの精度を向上させる効果がある。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の実施例を示す側面図、第２図は座標線
と目盛り線の関係と補正値とを説明する説明図である。 １・・・多関節ロボット、２・・・ベース、３・・・第
１アーム、４・・・第２アーム、５・・・駆動レバー、
５１・・・連結レバー、６・・・第３アーム、７・・・
カメラ、８・・・基準板 第１図 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、制御装置からの位置指令によって任意の位置に位置
   決め可能な位置制御系を備えた多関節ロボットの位置補
   正方法において、 前記多関節ロボットの最先端のアームの先端に画像デー
   タを取り入れるカメラを備え、 前記多関節ロボットのアームうちの２つのアームに平行
   に基準板を設け、前記基準板に座標線および前記座標線
   に平行な目盛り線を刻印し、前記２つのアームを動作範
   囲内の各作業点の指令値を指令して移動させ、 前記カメラにより視野に入った前記基準板の目盛り線の
   画像データと、前記カメラの中心点から前記目盛り線ま
   での距離の画像データとから画像処理によって前記各作
   業点の座標値を演算し、前記演算により求めた前記各作
   業点の座標値と前記指令値との差を前記指令値に対応し
   た補正値として記憶しておき、 前記２つのアームを前記動作範囲内の各作業点の指令値
   を指令して動作させる時、前記指令値に前記補正値を加
   算して動作させることを特徴とする多関節ロボットの位
   置補正方法。